论文部分内容阅读
Centrin是普遍存在于中心体上的蛋白成分，具有钙离子结合能力，属于高度保守的EF-hand蛋白超家族，centrin可能与细胞的分化、纤毛的生成和切断、精子尾部的生成、中心体复制及其结构维持有密切关系，现已从多种真核生物（藻类、酵母、高等植物、哺乳动物）中克隆到其同源基因。在蕨类植物中，精子形成是一个运动细胞器重新发生的过程，在苹（Marsilea）中，centrin在小孢子中预先表达，并在其后的发育中直接参与精细胞内运动细胞器的发生，然而，同形孢子蕨类精子发生方式与苹完全不同，centrin参与运动细胞器发生的形式可能也有所不同。为此，本文以蕨类植物中的模式物种水蕨为研究材料，通过观察水蕨精子发育的过程，阐明centrin在精细胞发育过程中的时空表达特点，并分析centrin在精细胞运动细胞器发生中的功能与作用。 本文的主要结果如下： 1.透射电镜观察表明，水蕨精子的发生经历了生毛体、多层结构、微管带和鞭毛的重新发生及核塑形等过程。精原细胞末期到精母细胞阶段观察到电子染色暗的絮状物质，此结构可能是生毛体最初的起源物质，结合免疫荧光实验及通过大量的切片观察，认为生毛体仅在精母细胞阶段发生一次。 2.透射电镜观察发现初期生毛体周围有大量微管，向周围呈辐射状排列，细胞核与生毛体对应位置通常会出现凹刻，在生毛体发育过程中其内部先后分化出中心粒、多层结构、微管带和基体，它们都是微管的不同组织形式，表明生毛体在水蕨精细胞发生过成中充当微管组织中心的角色。 3. Centrin和tubulin的免疫荧光观察发现，centrin仅定位于生毛体、多层结构、微管带和基体上，自生毛体至基体形成阶段呈现明显的荧光，但在此后的核塑形、鞭毛形成至精子成熟阶段，centrin荧光标记逐渐减弱，到游动精子阶段信号几乎消失；Tubulin几乎与centrin同时发生，在生毛体、多层结构、微管带、基体、鞭毛等运动器官上呈现明显荧光标记，但在精细胞核内亦呈现一定的荧光标记。从二者的时空表达特征可以推断，centrin可能是精细胞运动细胞器的组织者，而tubulin是运动细胞器构建的参与者，centrin对tubulin的聚合可能起到关键作用。 本研究用透射电镜和免疫荧光观察相结合方法研究水蕨精细胞运动细胞器的发生机制，通过对水蕨精细胞发生过程形态观察及在此过程中centrin和tubulin时空定位情况，认为centrin在精细胞运动器发生过程中起到组织者的作用，本研究为阐明蕨类植物精子发生的分子机制奠定了基础。